FD凍干技術(shù)是如何工作的？

      FD凍干技術(shù)，即真空冷凍干燥技術(shù)，其工作原理主要基于物理中的升華現(xiàn)象。以下是該技術(shù)的詳細(xì)工作過(guò)程：

預(yù)凍結(jié)階段

        物料降溫凍結(jié)：將含有水分的物料進(jìn)行預(yù)凍，使物料中的自由水凍結(jié)成冰。預(yù)凍的溫度通常要求低于物料的共熔點(diǎn)溫度，一般建議比物料的共熔點(diǎn)低幾度，這樣可以確保物料凍結(jié)。如果預(yù)凍不充分，在后續(xù)的抽真空升華過(guò)程中，物料可能會(huì)因內(nèi)部水分未凍結(jié)而膨脹起泡，影響凍干效果。

       形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：預(yù)凍過(guò)程中，物料中的水分形成固態(tài)的冰晶結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，為后續(xù)的升華干燥提供了基礎(chǔ)。同時(shí)，預(yù)凍也有助于保持物料的原有形狀和結(jié)構(gòu)，減少在干燥過(guò)程中的變形和塌陷。

抽真空階段

       降低氣壓：?jiǎn)?dòng)真空泵等設(shè)備，對(duì)凍干機(jī)內(nèi)的空間進(jìn)行抽真空處理，使內(nèi)部的氣壓逐漸降低到較低的水平，一般要達(dá)到 10 - 30Pa 左右的真空度。在低氣壓環(huán)境下，水的沸點(diǎn)會(huì)降低，更有利于冰的升華。

      提供升華動(dòng)力：真空環(huán)境為冰的升華提供了必要的條件，使得物料中的冰能夠在低溫下直接轉(zhuǎn)化為水蒸氣，而不經(jīng)過(guò)液態(tài)階段。通過(guò)不斷抽真空，還可以及時(shí)帶走升華產(chǎn)生的水蒸氣，保持升華過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行。

加熱干燥階段

     供給熱量：在抽真空的同時(shí)，對(duì)物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜帷＜訜岬姆绞接卸喾N，如熱媒輻射加熱、微波加熱等。加熱的目的是為冰的升華提供能量，使冰能夠更快地轉(zhuǎn)化為水蒸氣。加熱溫度需要根據(jù)物料的種類(lèi)和性質(zhì)進(jìn)行控制，一般控制在 0℃ - 60℃之間，對(duì)于大多數(shù)生物樣品和藥品，加熱溫度通常在室溫到 30℃左右。

       平衡熱量與質(zhì)量傳遞：在加熱過(guò)程中，要確保物料內(nèi)部的熱量傳遞均勻，避免局部過(guò)熱導(dǎo)致物料的變性或損壞。同時(shí)，要協(xié)調(diào)好熱量傳遞和質(zhì)量傳遞的關(guān)系，使升華過(guò)程能夠順利進(jìn)行。如果加熱過(guò)快或不均勻，可能會(huì)導(dǎo)致物料表面的冰融化，影響凍干效果。

后處理階段

       去除結(jié)合水：經(jīng)過(guò)升華干燥階段后，物料中大部分的自由水已經(jīng)被除去，但仍有部分結(jié)合水存在于物料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)或孔隙中。解析干燥就是要進(jìn)一步提高物料的干燥程度，去除這些結(jié)合水。這一階段的溫度通常會(huì)比升華干燥階段略高，但也不能過(guò)高，以免破壞物料的結(jié)構(gòu)。

      鞏固干燥效果：解析干燥可以使物料的含水量進(jìn)一步降低，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和保質(zhì)期。在這一階段，需要持續(xù)抽真空并提供適當(dāng)?shù)臒崃?，直到物料達(dá)到預(yù)期的干燥程度。

綜上所述，F(xiàn)D凍干技術(shù)通過(guò)一系列精確控制的步驟，實(shí)現(xiàn)了在低溫低壓環(huán)境下對(duì)物料進(jìn)行高效干燥的目標(biāo)。這種技術(shù)不僅保留了物料的營(yíng)養(yǎng)成分和活性成分，還具有復(fù)水性好、保存期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。